Metode și procese de detoxifiere a sterilului de cianură

Introducere

Deșeurile de cianură sunt deșeuri solide generate în timpul procesului de valorificare a minelor de aur și a altor mine. Datorită prezenței reziduurilor cianuri si alte metale grele, daca nu sunt tratate corespunzator, ele vor provoca daune mari mediului si sanatatii umane. Toxicitatea ridicată a Cianuri se poate răspândi prin aer, apă și sol, poluând ecosistemul din jur și punând în pericol supraviețuirea animalelor și a plantelor. Prin urmare, este urgentă detoxifierea steril de cianură. Acest articol va prezenta în detaliu Detoxifiere metode si procese de cianură steril.

Caracteristicile și pericolele sterilului de cianură

Compoziția sterilului de cianură este complexă. Pe lângă cianurile nereacționate, conține și metale grele precum cuprul, plumbul, zincul și mercurul. Aceste metale grele sunt greu de degradat în mediul natural și se vor acumula pe o perioadă lungă de timp. Cianurile pot inhiba activitatea enzimelor respiratorii din celulele biologice, ducând la asfixierea și moartea organismelor. De exemplu, atunci când apele uzate care conțin steril de cianură sunt deversate în râuri, va cauza un număr mare de decese a organismelor acvatice, cum ar fi peștii, distrugând echilibrul ecologic al apei. Când metalele grele pătrund în corpul uman, ele se vor acumula în organele umane și vor provoca diverse boli. De exemplu, otrăvirea cu plumb afectează dezvoltarea sistemului nervos, iar otrăvirea cu mercur dăunează rinichilor și creierului.

Metode de detoxifiere

Metoda de oxidare chimică

1. Metoda de clorinare alcalinăAceasta este o metodă de detoxifiere prin oxidare chimică utilizată în mod obișnuit. În condiții alcaline (de obicei, valoarea pH-ului este controlată la 10 - 11), oxidanți precum clor gazos sau hipocloriți sunt adăugați la sterilul de cianură. Principiul său de reacție este următorul: Mai întâi, ionii de cianură (CN⁻) sunt oxidați în ioni de cianat (CNO⁻), iar ecuația reacției este CN⁻ + ClO⁻ + H₂O → CNO⁻ + Cl⁻ + 2H⁺. Apoi, cianatul este descompus în substanțe inofensive, cum ar fi azot și Carbon dioxid de carbon sub oxidare ulterioară, 2CNO⁻ + 3ClO⁻ + H₂O → N₂↑ + 3Cl⁻ + 2HCO₃⁻. Avantajul acestei metode este că viteza de reacție este relativ rapidă, iar efectul de detoxifiere este evident, dar dezavantajul este că pot fi generați anumiți poluanți secundari, cum ar fi gazele de eșapament care conțin clor.

2. Metoda de oxidare a peroxidului de hidrogen: Peroxidul de hidrogen (H₂O₂) poate oxida și descompune cianurile în prezența unui catalizator adecvat. Catalizatorii cum ar fi ionii feroși (Fe²⁺) sunt de obicei selectați. În timpul procesului de reacție, peroxidul de hidrogen se descompune pentru a produce radicali hidroxil (·OH), care au proprietăți de oxidare extrem de puternice și pot oxida rapid cianurile. Ecuația reacției este CN⁻ + H₂O₂ → CNO⁻ + H₂O. Avantajul metodei de oxidare a peroxidului de hidrogen este că produsele după descompunerea peroxidului de hidrogen sunt apă și oxigen și nu sunt introduși noi poluanți, dar costul este relativ ridicat, iar cerințele pentru condițiile de reacție sunt relativ stricte.

Metoda de oxidare biologică

1. Metoda de leșiere microbiană: Sunt folosite unele microorganisme speciale, cum ar fi Thiobacillus ferrooxidans. Aceste microorganisme pot folosi cianuri ca surse de azot și carbon în timpul procesului lor de creștere și le pot oxida și descompune. Prin propriile activități metabolice, microorganismele transformă cianurile în substanțe inofensive, cum ar fi dioxidul de carbon, apa și amoniacul. Avantajul acestei metode este că este ecologică și are un consum redus de energie, dar dezavantajul este că creșterea microorganismelor este mult afectată de factorii de mediu precum temperatura și valoarea pH-ului, iar ciclul de tratament este relativ lung.

2. Metoda biofilmului: Microorganismele sunt fixate pe suprafața purtătorului pentru a forma un biofilm. Când sterilul de cianură intră în contact cu biofilmul, cianurile sunt degradate de microorganisme. Biofilmul are capacități puternice de adsorbție și degradare, ceea ce poate îmbunătăți eficiența de tratare a microorganismelor pe cianuri. În comparație cu metoda de leșiere microbiană, microorganismele din metoda biofilmului nu sunt ușor de pierdut și au o stabilitate mai mare, dar se confruntă și cu problema de a fi sensibile la condițiile de mediu.

Alte metode

1. Metoda de piroliză la temperatură ridicată: sterilele de cianură sunt pirolizate la temperaturi ridicate (de obicei peste 800℃), iar cianurile sunt descompuse în gaze precum azotul și monoxidul de carbon. Metoda de piroliză la temperatură înaltă poate îndepărta eficient cianurile, dar necesită o cantitate mare de consum de energie, iar metalele grele se pot volatiliza în condiții de temperatură înaltă, crescând dificultatea tratării ulterioare a gazelor reziduale.

2. Metoda de adsorbțieAdsorbanți precum Carbon activat și zeolitul sunt utilizați pentru adsorbția cianurilor. Adsorbanții au o suprafață specifică mare și pot adsorbi cianurile pe suprafețele lor, atingând astfel scopul detoxifierii. Metoda de adsorbție este simplu de utilizat, dar capacitatea de adsorbție a adsorbantului este limitată, iar adsorbantul trebuie înlocuit periodic. În plus, tratamentul adsorbantului adsorbit este, de asemenea, relativ complex.

Procesul de detoxifiere

Pretratarea

1. Zdrobire și cernuire: sterilul masiv de cianură este zdrobit pentru a le reduce dimensiunea particulelor, astfel încât reacția ulterioară de detoxifiere să poată continua mai complet. Concasoarele obișnuite includ concasoare cu falci, concasoare cu con, etc. sterilul zdrobit este apoi cernut prin echipamente de sortare, cum ar fi site vibrante, pentru a elimina particulele de diferite dimensiuni ale particulelor, oferind materiale cu dimensiuni adecvate ale particulelor pentru tratarea ulterioară.

2. Levigare: Pentru a face cianurile un contact mai bun și să reacționeze cu reactivul de detoxifiere, se utilizează de obicei apă sau alți solvenți adecvați pentru a lepăda sterilul de cianură. Procesul de leșiere se efectuează într-un rezervor agitat, iar sterilul și solventul sunt complet amestecate prin agitare. Factori cum ar fi timpul de leșiere, temperatura și raportul lichid/solid vor afecta efectul de leșiere și, în general, trebuie să fie optimizați în funcție de condițiile reale.

Operatie de detoxifiere

1. Procesul de operare al metodei de oxidare chimică: Luând ca exemplu metoda de clorinare alcalină, în soluția de steril după leșiere, se adaugă mai întâi hidroxid de sodiu pentru a ajusta valoarea pH-ului soluției la 10 - 11. Apoi, se introduce lent clor gazos sau se adaugă soluție de hipoclorit de sodiu și se agită în același timp pentru ca reacția să continue complet. În timpul procesului de reacție, concentrația de cianură din soluție trebuie monitorizată în timp real. Când concentrația de cianură este redusă sub standardul specificat, adăugarea oxidantului este oprită.

2. Procesul de operare al metodei de oxidare biologică: Dacă se adoptă metoda de leșiere microbiană, Thiobacillus ferrooxidans și alte microorganisme bine cultivate sunt inoculate în soluția de leșiere care conține steril de cianură. Temperatura sistemului de reacție este controlată în intervalul de creștere adecvat al microorganismelor (în general 25 - 35 ℃), iar valoarea pH-ului este ajustată la intervalul corespunzător (în general 2 - 4). În timpul procesului de reacție, nutrienții trebuie să fie completați în mod regulat pentru a satisface nevoile de creștere ale microorganismelor. Progresul reacției de detoxifiere se apreciază prin monitorizarea concentrației de cianuri și a creșterii microorganismelor.

Tratamentul ulterior

1. Separarea solid - lichid: După terminarea reacției de detoxifiere, sterilul tratat trebuie supus separării solid-lichid. Metodele comune de separare solid - lichid includ filtrarea și centrifugarea. Prin intermediul echipamentelor de filtrare, cum ar fi filtru presă cu placă și cadru, sterilul solid este separat de lichid. Lichidul separat trebuie testat suplimentar pentru conținutul de cianuri și metale grele pentru a se asigura că poate fi descărcat după îndeplinirea standardelor de descărcare.

2. Eliminarea sterilului: După detoxifiere și separare solid - lichid, dacă conținutul de metale grele din steril este încă mare, este necesar un tratament suplimentar. De exemplu, se adoptă tehnologia de solidificare și stabilizare, iar sterilul este amestecat cu agenți de solidificare precum ciment și var pentru a fixa metalele grele din corpul solidificat și a reduce mobilitatea acestora în mediu. sterilul tratat poate fi depozitat la gunoi sau utilizat complet în funcție de condițiile reale, cum ar fi utilizarea în producția de materiale de construcție.

Concluzie

Tratamentul de detoxifiere a sterilului cu cianură este de mare importanță pentru protecția mediului și utilizarea durabilă a resurselor. Diferite metode de detoxifiere au propriile avantaje și dezavantaje. În aplicațiile practice, metodele și procesele adecvate de detoxifiere trebuie selectate cuprinzător în funcție de factori precum caracteristicile sterilului de cianură, costurile de tratare și cerințele de mediu. În același timp, odată cu progresul continuu al științei și tehnologiei, apar în mod constant noi tehnologii și procese de detoxifiere. În viitor, se așteaptă dezvoltarea unor metode de detoxifiere mai eficiente, ecologice și mai economice pentru sterilul cu cianură, oferind soluții mai bune la problemele de mediu generate de sterilul cu cianură.